本刊将陆续推出《合成生物学》精选的优秀文章全文完整版，以飨读者。
作者：张媛媛，曾艳，王钦宏
单位：中国科学院天津工业生物技术研究所，中国科学院系统微生物工程重点实验室；中国科学院科技促进发展局
引用：张媛媛,曾艳,王钦宏.合成生物制造进展[J].合成生物学,,2(2):-
DOI：10./-.-
合成生物制造是以合成生物为工具进行物质加工与合成的生产方式，有望彻底变革未来医药、化工、食品、能源、材料、农业等传统模式，触发新的产业变革，引领新的产业模式和经济形态，重塑碳基物质文明。合成生物制造具有清洁、高效、可再生等特点，能够减少工业经济对生态环境的影响。本文综述了近年来合成生物制造在大宗发酵产品、精细与医药化学品、可再生化学品与聚合材料、天然产物、未来农产品以及一碳原料利用方面的重要进展，对各领域代表性重大产品的技术进展及产业应用状况与潜力进行了探讨。未来，随着合成生物学发展，以及与人工智能、大数据等新技术的融合，通过合成生物制造可以获得更多的生物基产品，促进生物经济形成，更好地服务于人类社会的可持续发展。
合成生物学是对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成，甚至创建赋予非自然功能的“人造生命”。合成生物学融合了生物学、工程学、物理学、化学、计算机等学科，具有重大的科学与技术价值。合成生物学颠覆了传统生命科学以定性描述、探索发现为主的研究范式，逐步建立了定量预测、可控再造为主的科学范式。以合成生物作为核心工具建立的新一代颠覆性生物技术，有望为破解人类社会面临的资源短缺、能源供给、健康安全、生态环境等领域重大挑战提供完整全新解决方案。
合成生物制造是以合成生物为工具，利用淀粉、纤维素、二氧化碳等可再生碳资源为原料，进行化学品、药品、食品、生物能源、生物材料等物质加工与合成的生产方式（图1），具有清洁、高效、可再生等特点，能够减少工业经济对生态环境的影响，有望彻底变革未来医药、食品、能源、材料、农业等传统模式，重塑碳基物质文明发展模式。世界经济合作组织发表的报告表明合成生物制造可以降低工业过程能耗、物耗，减少废物排放与空气、水及土壤污染，以及大幅度降低生产成本，提升产业竞争力。例如基础化学品的一个典型案例是1,3-丙二醇合成生物制造，与石油路线相比，CO2减排63%，原料成本下降37%，能耗减少30%，成功创造了一个化纤原料摆脱石油价格体系的范例。根据经济规模潜力分析，所有的有机化学品理论上都可以通过合成生物制造来生产。合成生物可实现自然生物不能合成或者合成效率很低的石油化工产品的生物制造路线，促进二氧化碳的减排和转化利用，构建出工业经济发展的可再生原料路线，推进物质财富的绿色增长。
图1合成生物制造示意图
随着传统制造业所依赖的土地、水和化石燃料等资源日益稀少，以人造生命为载体有效利用生物质资源的合成生物制造为制造业转型发展提供了新的解决方案，促使世界主要经济体高度